科技创新--创意闹钟.doc

项目编号：

衡阳师范学院大学生课外学术
科技创新基金项目申报表

项目名称： 基于单片机设计的创意闹钟
申 请 者： 汤清华
系（院）专业： 物理与电子信息科学系
联系电话： [phone]
申请日期： 2012-4-18
项目类别:
□自然科学类学术论文
□哲学社会科学类社会调查报告和学术论文
R科技发明制作

共青团衡阳师范学院委员会制
二○一二年三月
一、 项目基本情况

项目名称
基于单片机设计的创意闹钟
项目类别
科技发明制作
研究期限
2012.4-2012.10
申请经费
300元
项目负责人姓名
汤清华
专业
电子信息工程
所属系（院）
衡阳师范学院物理与电子信息科学系
主要合作人员
姓 名
系（院）及专业
唐小方
物电系 电子信息工程
林 姗
物电系 电子信息工程
付举众
物电系 电子信息工程

指导老师
姓 名
工作单位及称谓

黄 顺
物电系 副教授

项目简介

普通闹钟由于易于关闭铃声或者具有延迟闹铃时间的功能，通常难以让爱赖床的学生准时起床。针对这一现状，我们利用单片机设计出的这款创意闹钟，闹钟响时，使用者必须输入正确的密码才能使闹铃停止，而这个密码是用户在设置铃声时所输入的英语单词。所以，该闹钟不仅具有普通闹钟所具有的功能，还增加了密码解铃、密码灵活可变、单词密码以及类似手机按键操作等功能，操作简捷灵活，适用于在校学生及上班族。

二、立论依据（项目的意义、现状分析、参考文献等）
项目的意义：
很多同学都有早晨睡懒觉的习惯，造成上课迟到等事件，究其原因，其实很多同学都有闹钟，当闹钟响后，我们都有一个无意识的做法，就是把闹钟关了继续睡觉，心想再睡几分钟就起床，而结果往往是睡过了头。为了改变这种恶习，该创意闹钟在普通闹钟的基础上，增加了一个密码功能：如果你要关掉闹钟，就必须正确输入密码，这些密码是你自己设置的，而且是由一些英语单词组成，你可以将一定范围内的、一些平时难以记住的单词设为密码，这样，当你输完这些单词时，闹钟停止了，而经过这么一番思考操作，你人也清醒了，闹钟也就达到了它该有的功效，不仅如此，还可以加深对单词的记忆，有助于英语的提升。
现状分析：
目前大多受用户都是用手机和一般的闹钟来闹铃，而这些闹钟都具有赖床时间和直接关掉闹钟的设置[4]，虽然比较灵活，但是，当早晨闹钟响时，我们的大脑是模糊的，我们习惯性地把闹钟关了，有时候当我们睡过头了，还抱怨闹钟怎么没有响？其实是我们没有意识到而已，闹钟是真的响过了[5]。
现在，市场上也有一些创意闹钟[9]，甚至还给这些闹钟的厉害程度排了名，从第一名到第十名分别是：捉迷藏闹钟、炸弹闹钟、乱飞闹钟、特训闹钟、寻钮闹钟、捡蛋闹钟、报警闹钟、诅咒闹钟、拼图闹钟、攀升闹钟等[9]，这些创意闹钟都可以达到叫醒人们的功能，而且有的可以达到锻炼身体的功能，如哑铃式闹钟，但大多都是一些比较恶作剧性质和搞笑之类的闹钟，如“炸弹”闹钟、会跑的闹钟等，这些闹钟都非常具有创意，且非常有趣，例如：当闹铃时间到了时，若你不及时关掉闹钟，“炸弹”闹钟就会发出近似恐怖分子安装的炸弹爆炸一样的声音，非常大，不怕你醒不过来[7]；诅咒闹钟就会不停地诅咒你，直到你受不了；乱飞闹钟就会在房间里乱飞乱窜[9]；这些闹钟都可以把你从依然昏昏欲睡的状态瞬间变得清醒无比，当然，如果你不想这些“恐怖”的事情发生，就会不得不在闹钟响时立马起来。但是，这些闹钟虽然很有创意，而且也能达到闹铃的功能，但不是所有的创意闹钟都适合学生使用，尤其是在宿舍里，因为不但会影响其他学生，还可能会发生一些不必要的麻烦。而本创意闹钟结合密码功能，当闹钟响后，只有将正确的密码输入，就可以停止铃声，可以选择里面自己比较喜欢、比较悦耳的铃声，这样就不会让别人觉得烦躁，既增加了乐趣，又可以促进英语学习，比较适合学生使用。

主要参考文献：
[1] 笑梅.美大学生发明“最善解人意闹钟”[J].今日科苑.2005(04):27.
[2] 陈正军,邬华,王谢玮.基于单片机的电子闹钟研究与设计[J].科技信息.2010(14).
[3] 唐莎.基于STC-89C51型单片机的智能闹钟设计[J].科技风.2011(06).
[4] 周兴华.小小电子闹钟生活学习良伴--一款电路极简的单片机电子钟设计详解[J].电子制作.2003(10).
[5] 胡星.基于AT89C51的防贪睡闹钟[J].自动化技术与应用. 2008(10).
[6]. 让你疯掉的闹钟[J].数字生活.2006(09).
[7] 炸弹闹钟保你醒——Citizen炸弹闹钟[J].计算机.2003(07).
[8] 让你不能赖床的闹钟[J].世界发明.2007(04).
[9] 高科技闹钟,让“懒人”发疯[J].发明与创新(综合版).2006(10).
[10] 最具“杀伤力”的闹钟[J].科技潮.2006(08).
三、研究方案
a)研究目标、研究内容和拟解决的关键问题
b)拟采取的研究方法及可行性分析
c)本项目的特色与创新之处
d)预期的研究进展和成果
研究目标、研究内容和拟解决的关键问题
1.研究目标:
①密码可设置性；
②密码长度容量在一定范围内可任意；
③正确的密码才可以停止闹钟；
④准确闹铃；
⑤按键的操作灵活性好。
2.研究内容:
①设计一个由单片机控制简单易行的闹钟电路；
②编写各个功能的程序；
③焊接整个作品的电路；
④结合软、硬件，将所要达到的闹铃效果调试出来，直至精确无误。
3.关键问题：
本创意闹钟设计的关键问题是密码功能的程序，由于要可以输入一定范围内任意长度的单词量，所以对程序的灵活性要求非常高，此外还要把握好芯片的内存量，控制好单词量的长度或个数。
拟采取的研究方法及可行性分析：
1.拟采取的研究方法：
①闹钟显示部分。用单片机程序控制，再用LCD1602液晶显示屏显示出来，平常普通模式下，，时间正常走动。当进入设置模式时，时间依然在走动，只是显示的是当前需要设置的闹铃时间，当设置好闹铃时间后，进入密码设置模式，这时，可以输入自己想作为密码的单词，确认之后，闹钟便设置好了，进入了正常模式，显示当前时间。
②按键部分。用STC12C5608AD芯片带AD转换的I/O口，可以用一个I/O口分辨多个按键，精确且能节约资源。由于要输入单词，所以采用类似手机按键，用程序控制输入模式，当为设置闹钟或调时间时，可以切换为数字模式，这样每个按键输入的是本身所设置的数字；当设置密码或解码时，则可以切换为字母按键，且每个字母按下的次数决定输出来的字符。
③闹铃部分。采用蜂鸣器发出铃声，用单片机程序控制其发声与停止。当所设置的闹铃时间到了时，蜂鸣器自动发出预先存在单片机里面的铃声，闹铃时，按任意键屏幕上都会弹出：“Please Input the Password”，直到输入正确的密码，蜂鸣器停止响动。

2.可行性分析：
①本创意闹钟所需要的元器件简单易得，几乎每个元件店都可以买得到，而且该项目是在实验室进行的，研究环境也很有利；
②技术上，我们现在可以充分利用所学的单片机和模电的知识来设计这种创意闹钟，再加上有黄老师的指导，一定能完成作品及其该有的功能；
③该项目组成员大多是在实验室学习的，有多年的编程经验和电路设计能力，完全能够完成该项目。

本项目的特色与创新之处：
1.特色：
该创意闹钟的特色是将手机按键应用在闹钟上，使操作起来灵敏方便，而且利用带A/D转换功能的I/O口的特性，只需要用一个I/O口就能精确地分辨多个按键，节约资源，使得电路变得非常简单，所以，当向闹钟输入单词时，可以做到和平常的手机按键一样快速简捷、操作灵敏。而且利用英语单词作为密码，不但可以提高自己的学习兴趣，挑战自己的记忆能力，更重要的是，还能加深对单词的记忆，有助于学习英语。
2.创新：
该创意闹钟的创新之处在于首次将单词密码应用于闹钟方面，使其具有防贪睡功能，相较于那些“炸弹”式、会跑的等防贪睡闹钟，这个创意闹钟安静的多了，它不会乱跑也不会发出刺耳的声音，柔和的铃声也不会让人听起来烦躁。当闹钟响起时，你只需输入正确的密码，闹铃便停止，而这个密码是用户在设置铃声时所输入的英语单词。你可以在设置闹钟时输入限定长度内任意个单词，同时在闹钟的背面贴上提示英语单词的中文意思的便贴，以便于关闭铃声时有参考提示。可能有些单词你一时想不起来，这时，你就不得不起来查字典了，而当你正确解码后，闹钟停止，睡意也已全无的你，不但做到了按时起床，还顺便温习了一下英语单词，一举两得。而对于那些你仍然记不住的单词，你可以将那张便贴随身携带，利用空余时间温习，直至将单词牢牢记住。

预期的研究进展和成果:
1.预期研究进展：
①2012年3月到5月完成基于单片机的创意闹钟的总体方案的设计；
②2012年6月到8月完成各项具体设计和实践制作；
③2012年9月完成作品的调试、完善及作品报告的书写。
2.预期研究成果：
①实物作品1件；
②作品报告1份。

创 作 过 程 中 的 问 题

指
导
老
师
意
见
（一）

该项目组成员所研制的基于单片机设计的创意闹钟非常实用，成本不高，尤其适合学生使用，具有一定的应用价值。
该方案切实可行，人员分工合理,同意申报，请予立项！

指
导
老
师
意
见
（二）

所
在
系
（院）
意
见

（公章）

负责人： 年 月 日
团
委
审
核
意
见

（公章）

负责人： 年 月 日
学
院
专
家
评
审
委
员
会
意
见

（公章）

负责人： 年 月 日

8